Bioinženýři vyvíjejí fixaci vzdušného dusíku pro obilniny

Dostupnost dusíku představuje jedno z hlavních omezení pro pěstování plodin. V atmosféře je dusíku více než dost, ten je ale pro rostliny „nedobytný“. Mohou ho využívat jen některé mikroorganismy, které mají k dispozici komplikovaný proces fixace dusíku. 

Některé rostliny, jako například čeleď bobovitých, spolupracují s takovými mikroorganismy a z této symbiózy získávají dusík, který byl původně v atmosféře. Obilniny ale takové štěstí nemají a musejí se spoléhat na dusík obsažený ve sloučeninách, které jsou přítomné v půdě. Potřebné množství dusíku pro obilniny je často možné zajistit pouze díky přidávání hnojiv.

Hnojení ale není jen tak bez rizika. Používání dusíkatých hnojiv vede k uvolňování oxidu dusného, což je v porovnání s oxidem uhličitým 300-krát účinnější skleníkový plyn. Nadbytečný dusík se také dostává do prostředí, kde nedělá dobrotu. Pokud by se nám podařilo geneticky vylepšit obilniny tak, že si budou fixovat dusík z atmosféry, tak by to mohlo značně snížit spotřebu dusíkatých hnojiv. Zároveň by to mělo příznivý dopad na produktivitu obilnin, kterou je nutné zvyšovat kvůli rostoucímu počtu lidí na planetě.

Britsko-čínský výzkumný tým použil při vývoji takových plodin nový přístup, který bioinženýrství fixace dusíku podstatně zjednodušuje. Proces fixace dusíku je velmi choulostivý a vyžaduje pečlivé vyvážení mezi řadou komponent molekulárního systému. Právě dosažení potřebné rovnováhy bylo dosud zásadní překážkou v úsilí o přenos fixace dusíku do pěstovaných plodin.

Nový postup spočívá ve spojování velkého počtu genů systému fixace dusíku do několika „gigantických genů“. Tyto gigantické geny jsou pak v buňce rostliny překládány do stejně obrovských „polyproteinů“. Polyproteiny pak podle potřeby rozseká na jednotlivé komponenty systému fixace dusíku speciální enzym proteáza.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Více informací najdete zde: